花粉の核性を支配する分子機構の解明

阐明控制花粉核的分子机制

基本信息

批准号：
17658005
负责人：
坂本亘
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、作物における花粉形成の分子機構を明らかにするため、分子遺伝学的手法により成熟花粉の形成に関わる遺伝子を単離して解析する。特に本研究では、花粉形成の中でも核分裂とDNAの代謝を制御するメカニズムに着目し、(1)なぜ成熟花粉には生殖核数に多様性があるかと、(2)オルガネラDNAが片親遺伝する制御機構、について分子機構を解明して育種へ応用するための基盤的研究を行った。(1)については昨年度までに花粉第2分裂に異常を示すシロイヌナズナ変異体nikakuを単離して原因遺伝子を同定した。この遺伝子は雄原細胞特異的に発現するmyb転写因子をコードすることが明らかとなった。この遺伝子プロモーターにより緑色蛍光タンパク質GFPを発現させると、精細胞特異的にGFPが局在することを確認した。今年度は、上記の変異体の他に成熟花粉でオルガネラDNAが残存する変異体について解析を進めた。通常の野生型成熟花粉では栄養細胞にはオルガネラDNAがDAPIなどのDNA特異的蛍光色素では染色されないが、得られた変異体ではこれらが細かい顆粒状に観察される。1411では、花粉の変異に加えて、葉に若干の斑入りを生じるため、多面的な作用をすると予想された。今年度は、単離された変異体(#1411)についてさらに解析を進め、マップベースクローニングに必要なF2個体の育成と解析を行った。その結果、遺伝子領域を第2染色体の約700kb領域に特定することができた。上記の1411変異体の他にも同様の形質を示す変異体を得ており、これらの解析も同時に行った。

在这项研究中，为了阐明农作物中花粉形成的分子机制，我们使用分子遗传技术分析了参与成熟花粉形成的基因。特别是，这项研究集中在调节核裂变和DNA代谢的机制上，即使在花粉形成过程中，也对（1）进行了基础研究（1）为什么成熟的花粉在生殖核的数量中具有多样性，以及（2）调节机制由父母继承的有机体DNA的调节机制并将其应用于繁殖。关于（1），截至去年，我们已经孤立了Nikaku，这是一种拟南芥突变体，在第二花粉分裂中表现出异常，并确定了病因基因。该基因被揭示为编码在男性祖细胞中特异性表达的MYB转录因子。当该基因启动子表达绿色荧光蛋白GFP时，已证实GFP专门定位于精子细胞中。今年，除了上述突变体外，我们还分析了保留成熟花粉中细胞器DNA的突变体。在正常的野生型成熟花粉中，在具有DNA特异性荧光染料（例如DAPI）的营养细胞中，细胞器DNA并未染色，但是在所得突变体的细颗粒中观察到这些染料。在1411年，除了花粉突变外，预计它将产生多方面的效果，因为它在叶子中产生了一定的变化。今年，我们进一步分析了孤立的突变体（＃1411），并培养和分析了基于地图的克隆所需的F2个体。结果，基因区域可以在2号染色体的大约700 kb区域中指定。除了上述1411突变体外，还获得了表现出相似性状的突变体，并同时分析了这些突变体。